Potenziale von Drohnen, Satellitenbildzeitreihen und Hyperspektraldaten in der Schule: Eine Bedarfsanalyse

Abstract

Drohnen, langjährige Erdbeobachtungsmissionen wie Landsat und neue Satelliten wie EnMAP liefern detaillierte Informationen über den Zustand und Wandel der Erdoberfläche. Innovationen in diesen Skalen der Erdbeobachtung ermöglichen es den Ressourcenbedarf in der Landwirtschaft zu reduzieren, Dürreschäden von Wäldern zu überwachen oder die Stickstoffbelastung der Böden großflächig zu analysieren. Ziel des Projekts „EOscale3 – neue Skalen der Erdbeobachtung in der Schule“ der Abteilung Geographie – Research Group for Earth Observation (rgeo) der Pädagogischen Hochschule Heidelberg ist, die drei genannten Datenquellen für raum- und umweltrelevante Fragestellungen im Geographieunterricht zu nutzen.

Für die Verarbeitung von Drohnendaten (WebODM), Satellitenbildzeitreihen (Google Earth Engine) und Hyperspektraldaten (EnMAP-Box) existiert eine Reihe professioneller Anwendungen. Allerdings sind diese sehr umfangreich und komplex und deshalb für den schulischen Einsatz ungeeignet. Aus diesem Grund sollen im Projekt „EOscale3“ für Schüler*innen geeignete Tools für die Analyse dieser drei Datenquellen entwickelt werden. Hierfür soll die Onlineanwendung „BLIF“, die in der Abteilung Geographie – rgeo für den schulischen Gebrauch entwickelt wurde, erweitert werden. Dabei sollen bewährte Prinzipien wie die Reduktion von Funktionen, die Schritt für Schritt Anleitung bei der Analyse sowie das Assistenz-System beibehalten und ggf. optimiert werden. Offen ist welche Unterstützung beispielsweise in Form von Unterrichtsmaterialien oder Fortbildungen von den Lehrkräfte benötigt wird. Außerdem ist unklar, wie die zu entwickelnden Erweiterungen aufgebaut sein sollen, damit diese im Unterricht eigenständig genutzt werden können. Aus diesem Grund soll im April/Mai 2023 eine Bedarfsanalyse in Form von Interviews mit Lehrkräften und Fachdidaktiker*innen durchgeführt werden.

Es wird davon ausgegangen, dass Lehrkräfte kaum Vorwissen und Vorerfahrungen mit Anwendungen zur Analyse von Erdbeobachtungsdaten haben (Dannwolf et al. 2020). Folglich sollen Anwendungen wie „BLIF“, „Google Earth Timelapse“ oder „EOBrowser“ vor den Interviews in Form von Videos und kurzen Aufgaben vorgestellt werden. Basierend auf den gewonnenen Eindrücken sollen die Lehrkräfte die Anwendungen in Hinblick auf Bedienbarkeit, Verständlichkeit und Nutzen im Unterricht bewerten. Die Interviews bilden die Basis für eine qualitative Inhaltsanalyse.

Ziel dieses Vorgehen ist es, Anforderungen an Anwendungen und Unterstützung zur Analyse von Erdbeobachtungsdaten in der Schule zu formulieren. Die Ergebnisse können für eine zielgerichtete Weiterentwicklung von „BLIF“ im Rahmen des Projekts „EOscale3“ genutzt werden und stehen im Zentrum dieser Präsentation.

Dannwolf, Lisa, Tobias Matusch, Johannes Keller, Ronja Redlich, und Alexander Siegmund. 2020. Bringing Earth Observation to Classrooms—The Importance of Out-of-School Learning Places and E-Learning. Remote Sensing 12 (19): 3117. doi: 10.3390/rs12193117.